野鸭湖湿地牛鞭草不同覆盖度的光谱特征分析

采用导数法和包络线去除法,分析了不同覆盖度牛鞭草的光谱特征.结果表明,不同覆盖度的牛鞭草在绿光波段出现反射峰,在红光波段出现吸收谷,近红外波段处具有"红边效应".不同盖度的牛鞭草光谱反射率的差异主要体现在绿光(520～600 nm)和近红外波段(760～900 nm).在近红外波段范围内,反射率随覆盖度的增加而增大,两者呈极显著正相关(P<0.01).此外,红光波段比蓝光波段有更为强烈的吸收效应.我们的研究表明,高光谱遥感可以有效地应用于湿地植物覆盖度或与之相关的生长情况的监测之中.     

水位和竞争对三种泥炭藓生长的影响

以丘间种喙叶泥炭藓(Sphagnum fallax)和丘上种尖叶泥炭藓(S.capillifolium)与大泥炭藓(S.palustre)为材料,研究水位和竞争对泥炭地3种苔藓植物生长的影响.在单种群中,增加水位仅对尖叶泥炭藓生长不利,喙叶泥炭藓和大泥炭藓的高度生长和水平扩展均随水位增加而增加.在混合群中,喙叶泥炭藓的高度生长与盖度扩展主要受水位影响,邻体均未抑制其盖度增长,随着水位增高其盖度逐渐增大;水位影响大泥炭藓的高度生长,两种邻体均导致其盖度降低;除能降低大泥炭藓盖度外,尖叶泥炭藓对邻体和水位均无响应.由此反映出3种苔藓植物存在较为清晰的竞争等级:喙叶泥炭藓竞争能力强于两种丘上种,尖叶泥炭藓次之,大泥炭藓最弱.     

塔里木河流域中下游典型地物光谱变化规律

由于塔里木河流域中下游距离河道在垂直向的差别,以及气候与人为因素的影响,使植被的空间分布具有异构性.典型地物光谱变化的研究为中下游生态环境的遥感监测提供了基础,实验研究表明:绿色全荣植物中,棉花由于其具有明显绿峰、水分吸收谷和近红外的高反射峰而更加容易识别,其他植物主要差别则集中在550,680,1420 nm附近的反射峰、吸收谷和1920～2500 nm之间的反射率;与绿色植被相比,枯枝的光谱在可见光部分的绿峰和红光吸收谷不明显,但在可见光部分波形有所差别,而与流沙土壤光谱相比,各波段反射率变化较大;对比不同荣枯比例的植物光谱发现,同一种植物随着荣枯配比的变化,除可见光绿峰、近红外反射峰和各水分吸收谷变化外,最明显的是在近红外1420～1820 nm之间和短波红外1920～2500 nm之间反射率随着枯枝的比例增加而明显升高;关于土壤光谱,中下游各断面占主要类型的流沙土光谱相差不大,但是盐碱土和含有一定水分的盐碱土则变化较大,而且反射率基本低于流沙土,结壳土则除在近红外和短波红外部分变化更加平缓而有所差别外,其余波段接近流沙土;同样的土壤背景下,近红外和短波红外部分反射率的差别能够在一定程度上反映覆盖度的变化.     

滇池不同空间分布水体的高光谱特征差异分析

滇池作为污染十分严重的高原湖泊之一,其水质监测工作备受关注.利用高光谱遥感监测水质,便于动态长期监测并能找出污染源及其空间分布差异.因此,文章基于珠海一号高光谱卫星数据,从空间尺度上,分别选取滇池内部不同区域的水体进行高光谱试验分析比较.试验结果认为:①研究区草海和外海水体在近红外波段内反射率差异最大,可用于2类水体的识别与提取,以及对水体内叶绿素含量进行初判断;②研究区入湖口和出湖口位置的水体光谱曲线在880～940 nm范围内变化异常,可用于2处水体的识别与提取,并推测因水体中悬浮物颗粒影响改变了变化趋势;③湖心和湖岸带水体在近红外波段内,反射率差值先增至最大再逐渐减小,可根据此光谱特征实现2个区域水体的识别与提取,并推测可能是由于水体内悬浮物体积浓度影响导致光谱差异.综上所述,近红外波段有很好的光谱响应特征,可以较好地反映并识别湖泊的不同空间分布差异.同时,对于水环境条件差异也可以进行更好地判断.     

土壤磷形态的反射光谱特征及其光谱建模

由于对土壤磷的可见-近红外反射光谱的特征认识不足,土壤磷的光谱模型稳定性较差。为此,通过分离不同磷组分,分别以标准白板和残渣样品为参考光谱,间接和直接测定了不同磷组分的反射光谱。通过分析其光谱特征及光谱模型的间接和直接结果,发现各磷形态具有显著不同的反射光谱特征,光谱形状、反射率大小及峰/谷位置均不同,能够被现有可见-近红外光谱（200~1000 nm）定性和定量分析。在现有研究波段内,250 ~750 nm是土壤磷的敏感波段。研究结果为认识全磷的反射光谱特征及预测全磷含量提供了理论依据。     

长春城市大气重金属污染的生态监测研究

开展植物生态监测是防治城市大气重金属污染的有效手段.从长白山区湿地采集3种苔藓植物材料,在长春市通过控制水位和养分条件,进行室外培养,比较研究不同水位和物种条件下苔藓植物生长状况及其Cu、Ni、Zn、Pb和Cd的富集情况.在3cm水位条件下,实验植物的生长状况最佳,但其中锈色泥炭藓的生物量增长明显较低.3种苔藓植物均呈现良好的大气重金属富集效果,Cu、Ni、Zn、Pb和Cd富集量均值分别为26、12、180、19和1μg/g.富集能力以泥炭藓最高,其次为中位泥炭藓,锈色泥炭藓最低.研究表明通过提供适当的培养条件,移植泥炭藓用于城市大气重金属污染监测是可行的.     

玛纳斯河流域山区积雪反射光谱特征分析

以新疆玛纳斯河流域为研究区,利用三次野外观测获取的山区积雪光谱数据(波段范围为350~2500nm),分析研究区内的典型地物光谱曲线特征,以及新雪、污化雪、陈雪和风吹雪的反射特性,探讨污染物类型和浓度、雪层含水量、雪粒径、雪与枯草混合物对积雪反射特性的影响,为山区积雪识别提供依据.结果表明:受污染物、雪层含水量、雪粒径、雪与枯草混合物等因素影响,污化雪、陈雪、雪与枯草混合物的光谱曲线兼有积雪与非雪地物的反射特性;在可见光波段,污化雪、陈雪的反射率有不同程度的下降,但是依然高于非雪地物的反射率;在近红外波段,新雪、污化雪、陈雪、风吹雪、雪与枯草混合物的光谱曲线在1020nm、1250nm处均出现积雪特有的吸收谷,在1080nm、1320nm、2246nm波段均出现积雪特有的反射峰.另外,污染物在降低积雪反射率的同时,使得污化雪在可见光波段的光谱曲线呈现上升趋势,即呈现污染物自身的光谱曲线特征,与其它类型的积雪形成明显对比,是区分污化雪与其它类型积雪的关键所在.     

黄土高原半干旱区春小麦冠层光谱对不同程度水分胁迫的响应

于2011年在定西地区开展了观测试验,主要测定了不同水分控制条件下春小麦冠层高光谱反射特征,同步测定了各项生理参数响应.在分析不同水分胁迫下春小麦冠层光谱特征基础上,研究了该地区春小麦冠层光谱对不同水分胁迫的响应特征.结果表明:在水分胁迫下春小麦冠层光谱在可见光区(VIS)和近红外区(NIR)均呈现明显的趋势性变化,随水分减少,VIS光区与短波红外光区(SWIR)反射率都呈增加趋势,而NIR光区反射率呈下降趋势;小麦水分指标冠层等效水厚度(EWTcanopy)比叶片相对含水量(F MC)能够更敏感地体现水分胁迫变化;光谱指数对不同水分胁迫的响应分析表明,WI指数的监测效果较差;反演半干旱区冠层尺度作物水分,红边植被指数与EWTcanopy相关性最高,PRI指数可反映作物水分胁迫后的光合效率变化,间接反映水分状况,但不适合监测重旱;OSAV I对土壤调节系数的修订比SAVI提高了相关性;短波红外波段对水分胁迫的变化响应比较稳定,进一步结合红边波段构建新的水分指数有望提高研究区冠层水分的监测精度.     

增强广谱吸收硅表面

为增强黑硅的广谱吸收性能,在氢氧化钠/异丙醇(NaOH/IPA)体系下对单晶硅进行金字塔表面织构的基础上,采用金纳米粒子辅助湿法化学方法做了进一步刻蚀.利用扫描电子显微镜(SEM)和紫外—可见—近红外分光光度计对表面形貌和反射光谱进行了表征与测量.结果表明:增强广谱吸收硅表面具有纳米/微米双尺寸陷光结构,在350~2 500nm波段平均反射率低于5.5%.     

基于高分五号卫星数据的红树林群落光谱特征分析

为解决高分五号(GF-5)高光谱数据空间分辨率较低的问题，本研究采用葛拉姆-施密特(Gram-Schmidt, GS)正交变换融合算法对GF-5高光谱数据与高分二号(GF-2)数据进行空谱融合，利用1 m分辨率的GF-5高光谱数据结合实地样本数据提取不同红树林群落与互花米草群落的平均反射率，通过包络线去除与一阶微分计算的方法分析不同红树林群落与互花米草群落的复合光谱特征，从光谱特征探讨红树林群落的可分性。结果表明，在原始光谱曲线680-900、980-1 320、1 530-1 750 nm区间4种群落的光谱差异最大；经过包络线去除与一阶微分计算后的4种群落的光谱反射率分别在1 170-1 400 nm与1 330-1 470 nm波长范围处表现出明显差异。综上可知，不同红树林群落与互花米草的光谱反射率在近红外波段范围内的差异性最大，近红外波段可作为识别不同红树林群落与互花米草的优势波段。     

热反射颜填料对建筑节能涂料的影响

首先研究了颜填料的折光指数、含量和粒径等因素对涂层反射率的影响,通过正交分析实验,获得了浅色系涂料的优化配方;进一步分析了颜填料的光谱属性与反射率之间的关系,并利用现有颜填料数据库,开发出五种深色系的具有近红外高反射的颜填料。实验结果为：浅色系涂料的优化配方为（质量分数）金红石钛白粉25%,白色陶瓷微珠13%,重钙10%;颜填料折光指数越大,热反射性能越好; 添加高反射颜填料制得的节能涂料与同色系普通涂料相比,平衡温度下降了10～20℃,表面吸收的热量大幅降低。     

润滑油的太赫兹波段光学与光谱特性研究

采用太赫兹时域光谱（THz-TDs）测试和近红外光谱测试相结合的方法,研究了不同种类的润滑油在0.3-1.6THz波段的光学性能和光谱特性。实验结果得到润滑油在太赫兹波段比在近红外波段更具有吸收活性,不同种类的润滑油可以根据其在太赫兹波段的特征谱进行鉴别。太赫兹时域光谱技术在润滑油分析领域的应用表明,该技术将在石油领域产生重大影响。     

基于辐射模拟反演ETM+数据宽波段反照率

利用增强的专题制图仪 (Enhanced Thematic Mapper Plus, ETM )数据,先针对各种下垫面反射率特征不同,对地物类型进行分类,以便减少邻近效应和模拟传感器未包含的谱段数据.借助卫星同步观测的气象数据,通过6S(Second Simulation of Satellite Signal in the Solar Spectrum)模型对ETM 可见光、近红外6个波段数据进行了大气纠正.以ETM 可见光和近红外波段波谱范围为单位谱段,将整个短波波段(0.3～4μm)分为13个光谱域,利用ASTER光谱数据库和实测地表反射率数据,6S模拟获取各ETM 观测波段和未观测波段地表入射光通量密度和反射光通量密度,计算每一个光谱域入射能量占整个短波入射能量中的权重,并反演地表窄波段反照率.然后,各波段能量权重作为转换参数,实现窄波段反照率向宽波段反照率的转换.结果表明,模型反演和卫星同步观测的实测地表反照率之间最大相对误差17.9%,作者提出的方法可行.     

Fe~(3+)掺杂Cr_2O_3黑色颜料的制备及其近红外反射性能研究

采用传统的固相合成法制备了一系列Cr2-xFexO3(x=0.3,0.6,0.9,1.2,1.5和1.8)的近红外反射无机颜料。通过X-射线衍射仪(XRD)、紫外/可见/近红外分光光度计、Color CIE 1976 L*a*b*色度分析软件和热重-示差扫描量热仪(TG-DSC)等对颜料样品的结构、近红外反射特性、颜色及热稳定性等进行了测试表征。结果表明:所合成的颜料样品均为刚玉型结构。Fe3+掺杂的颜料具有高的近红外反射率,随着掺杂量的增加,近红外反射率呈现先增加后略微减小的趋势,在700~2 500 nm波段平均近红外反射率最高达到了85%。合成的颜料样品具有很好的热稳定性和化学稳定性。所以,此种Cr2-xFexO3粉体作为"冷"颜料在建筑涂料上具有广阔的应用前景。     

渗透胁迫对直叶灰藓活性氧代谢的影响

用不同浓度的PEG-6000溶液处理直叶灰藓,研究渗透胁迫处理对其活性氧代谢的影响.实验结果表明,不同强度的渗透胁迫处理引起直叶灰藓超氧阴离子(O2-·)的含量增加,导致膜脂过氧化,生成丙二醛(MDA),使膜透性增加.在不同强度的渗透胁迫下,直叶灰藓保护酶超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的活性先下降,随后又升高,其活性与超氧阴离子含量呈极显著负相关(P＜0.01).抗氧化剂抗坏血酸(AsA)和还原型谷胱甘肽(GSH)的含量在低胁迫强度下增加,当胁迫强度超过-1.0 MPa时其含量下降,抗坏血酸含量与超氧阴离子含量呈极显著正相关(R=0.935),并与保护酶协同作用.这说明直叶灰藓与其他高等植物一样具有完善的抗氧化系统,其较强的维持活性氧代谢平衡的能力是直叶灰藓对干旱环境的适应性生理机制之一.     

宣城市岗坡地土壤有机质含量光谱预测分析

利用荷兰AvanSpect2048×14型号地物光谱仪,在实验室条件下,对采自于安徽省宣城市岗坡地29个土壤样品进行反射率光谱数据的采集.对所获取的土壤样品高光谱反射率数据进行标准化比值变换,计算有机质诊断指数,同时将该指数与土壤有机质含量进行相关性分析,寻找最大正相关中心波段.结果表明:最大正相关中心波段为489.87nm,两个次正相关中心波段为481.16nm、490.45nm.随机选取20个样品,对三个中心波段的有机质诊断指数与有机质含量分别进行回归分析,其中以在489.87nm处线性回归模型拟合精度最佳,用该线性模型对其他9个样品土壤有机质含量进行预测,精度达84.660%,表明该线性模型对土壤有机质含量具有较好的预测效果.     

锶胁迫条件下生菜光谱效应特征

锶（Sr）胁迫条件下生菜的反射光谱特征会发生明显改变。通过室内生菜水培试验，获取了36个不同生长期、6个不同锶浓度胁迫的生菜叶片400～950 nm波段区间的生化参数信息（叶绿素含量、细胞结构、叶片金属含量）和反射光谱信息，利用光谱技术并结合数学统计方法研究了生菜叶片7个光谱特征参数与实测叶片锶元素含量之间的相关性，优选了较敏感光谱特征参数，建立了其与生菜叶片锶含量的线性回归模型。结果表明，锶胁迫生菜叶片叶绿素含量呈先上升后下降的规律，细胞结构差异不明显。锶胁迫生菜叶片反射光谱直观上无规律，通过采用光谱技术方法分析得出锶胁迫生菜叶片的红边波段位置先“红移”再“蓝移”，红谷波段位置则“红移”，植被指数B4/B3比值先升高后降低，红边归一化植被指数（NDVI）值随着锶浓度的升高而降低。相关性及线性回归模型分析表明红边波段位置与叶片锶含量显著相关。本文为下一步基于光谱特征的叶片重金属含量反演模型的构建提供了较好的数据源和基础理论。     

几种典型矿物的偏振高光谱特性研究

矿物和岩石的系统光谱学研究是当今高光谱遥感发展的基础。目前对矿物岩石光谱的研究主要集中在可见—近红外波段的传统光谱,基于两个波段（A：630~690 nm,B：760~1 100 nm）,波段范围不连续,同时观测数据的精度与目前常用的遥感数据源之间有一定的差距;利用高光谱对矿物的偏振反射特性目前还少有研究。文章在传统光谱测量基础上,利用偏振高光谱技术对矿物波谱进行实验,绘制波谱曲线图,直观表现矿物在偏振高光谱条件下的连续波谱特性,为遥感找矿技术提供新的发展方向。     

基于光谱特征的沉水植物种类识别研究

沉水植物种类的光谱特征识别可为大尺度遥感监测沉水植被提供种类识别的有效参数.本研究利用高光谱地物光谱仪获取上海市郊最大的天然淡水湖泊淀山湖6种典型沉水植物狐尾藻、竹叶眼子菜、金鱼藻、大茨藻、黑藻和苦草群落冠层的反射光谱,分析不同种类沉水植物的原始光谱和一阶导数光谱特征,通过主成分分析(Principal Components Analysis,PCA)筛选对沉水植物光谱种间差异敏感的植被指数和光谱指数,探寻能够有效识别不同种类水生植物的光谱识别方法.研究结果表明:①不同种类沉水植物的光谱曲线形状在可见光和近红外波段近似,但光谱反射率值差异较大;②光谱指数NAV、REP和NGP是识别6种沉水植物最敏感的特征指数,这些指数综合体现和放大了不同种类沉水植物在形态结构、叶绿素含量、光合和保护色素等方面的特征及所栖居的水体环境特征的种间差异.研究结果可为高光谱遥感影像准确解译与提取沉水植物群落组成、分布和生物多样性的动态变化信息提供理论依据和技术支持.     

北碚447锦橙叶片农学参数与其反射光谱的相关性研究

以锦橙叶片为材料,采用野外光谱辐射仪测量叶片的光谱反射率,并对叶片进行水分、氮、钾、磷、叶绿素的含量测定,计算光谱反射率一阶微分、二阶微分.采用统计学相关分析法,分析叶片农学参数与反射光谱之间的相关关系.结果表明:农学参数中只有磷含量与叶片原始光谱反射率有显著性相关,且与反射率一阶微分、二阶微分的相关系数大于与原始光谱反射率的相关系数.所有测定的农学参数都与叶片光谱反射率一阶微分、二阶微分之间均有显著性相关,其中氮含量与反射率一阶微分、二阶微分相关性最强,相关系数绝对值达到0.9以上.这说明利用微分技术可以增强叶片农学参数与光谱信息的相关性,并为高光谱遥感定量估算锦橙农学参数提供理论依据.